水污染控制工程实验教学大纲.doc

水污染控制工程实验教学大纲课程总学时：54学时 实验学时：14学时 实验个数：4个课程性质：必修 适用专业：水污染控制工程大纲执笔人：刘彩霞 一、实验课的性质与任务该实验附属于排水工程，给水排水工程本身就不是一个纯理论性学科，因而实验技术更为重要，不仅一些现象、规律、理论，就是工程设计、运行管理中的很多问题，也都离不开实验。通过对实验的观察、分析，加深对水处理基本概念、现象、规律与基本原理的理解；掌握一般水处理实验技能和仪器、设备的使用方法，具有一定的解决实验技术问题的能力；学会设计实验方案和组织实验的方法；学会对实验数据进行测定、分析与处理，从而能得出切合实际的结论。因此在学习水污染控制工程有关课程的同时，必须有意识地加强水处理实验技术的学习，注意培养自己独立解决工程实践中一些实验技术问题的能力。二、实验目的与要求实验教学是使学生理论联系实际，培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力的一个重要方面。通过本课程的学习，主要达到以下几个教学目的：1、 加深学生对基本概念的理解，巩固新的知识；2、 使学生了解如何进行实验方案的设计，并初步掌握水污染控制实验研究方法和基本测试技术；3、 通过实验数据的整理使学生初步掌握数据分析处理技术。为了更好的实现教学目的，使学生学好本门课程，特提出如下的实验教学要求：1、 课前预习：预习提纲包括实验目的和主要内容；需预测项目的测试方法；实验中应注意的事项等。2、 实验设计：是获得满足要求的实验结果的基本保障。3、 实验操作：实验时要严格按照操作规程认真操作，仔细观察实验现象。4、 实验数据处理5、 编写实验报告三、实验项目及内容提要水污染控制工程实验序号实验名称学时必开选开实验类型内容提要验证性基本操作综合性设计性1活性污泥性能的测定2活性污泥浓度，SV、SVI值测定2固体在液体中的吸附实验2间歇搅拌时活性炭交换吸附醋酸溶液能力测定3离子交换试验5连续流状态下阳离子交换树脂对NaCl溶液的离子交换能力测定4清水充氧能力测试2清水的充氧能力四、实验内容安排 实验一 活性污泥性能测定（基本操作性实验，4学时）1、目的要求（1） 明确SV、SVI、XV三者之间的关系以及它们对活性污泥法处理系统的设计和运行控制的指导意义。（2） 加深对活性污泥絮凝沉淀的特点与规律的认识。 2、实验内容：（1） 活性污泥的沉降比(SV) （2） 活性污泥的污泥指数（SVI）（3） 曝气池中活性污泥的浓度（XV）3、主要的实验仪器设备量筒；定量滤纸；分析天平；恒温烘箱；干燥器；表面皿；量筒（100ml ）；定量滤纸；漏斗；漏斗架；水样（污泥消化池活性污泥）。4、实验步骤(1) SV的测定：取100mL曝气池中的活性污泥混合液与100mL量筒中开始计时，分别记录活性污泥不同时间的沉降体积，并准确记录沉降30min的体积占总体积的百分比，并绘制污泥体积与沉淀时间的关系曲线。 （2） XV的测定：取曝气池中均匀混合液适量并记录体积，经已称量恒中的滤纸过滤后置于烘箱中2-8小时至恒重，经干燥后称量重量，烘干后的污泥重量比上所取污泥体积即曝气池中污泥浓度。 （3） SVI的测定：有所得SV、XV值计算求出。 5、实验结果与讨论（1） SV和SVI在活性污泥法处理工艺运行中有什么意义?（2）通过本次实验可以发现活性污泥絮凝沉降的规律是什么？实验二 固体在液体中的吸附实验（验证性实验，3学时）1、 目的要求（1）、加深理解吸附的基本原理；（2）、掌握活性炭吸附公式中常数的确定方法；2、实验内容通过测定活性炭对不同浓度醋酸溶液的吸附作用得出不同浓度下的平衡吸附量和平衡常数并推算活性炭的比表面积。3、主要的实验仪器及药品NaOH溶液（0.1mol/L） HAC溶液（0.4mol/L） 粉状活性炭 酚酞指示剂 磨口锥形瓶 移液管 碱式滴定管 漏斗4、 实验步骤 （1）取实验所用活性炭放在蒸馏水中浸泡24h，然后放在103摄氏度烘箱内烘干24h备用。（2）取5个洗净的带塞三角烧杯中分别放入1g粉状活性炭（3） 在装有粉状活性炭的5个三角烧杯中分别加入100mL不同浓度的HAC溶液（溶液中蒸馏水的量分别为0、25、50、75、90mL），振荡30分钟。（4）过滤个三角烧杯中的水样，并测定Ce值。5、 实验结果及分析 （1）、由平衡浓度及初始浓度计算吸附量。 （2）、作吸附量对平衡浓度C的等温线。 （3）、推算活性炭的比表面积。实验三强酸型阳离子交换树脂交换实验（验证性实验，3学时）1、 目的要求(1)加深对强酸型阳离子交换树脂交换容量的理解。(2)掌握测定强酸型阳离子交换树脂交换容量的方法。2、 实验内容 水样通过H型阳离子交换树脂后，交换出等量的酸，以标准碱液进行滴定，计算出水中盐分的含量。RH Na+ RNa H+3、 主要实验仪器设备强酸型阳离子交换树脂 离子交换柱 烧杯 滴定管 酚酞指示剂 NaOH溶液（0.01mol/L） NaCl溶液4、 实验步骤（1） 树脂的预处理：取20g苯乙酸强酸型阳离子交换树脂于大烧杯中，加入约150mL2mol/L的HCL溶液，搅拌，浸泡1-2天，不时搅拌，再倾出上层HCL溶液，换用蒸馏水浸泡树脂数次，然后用蒸馏水浸泡树脂备用。（2） 交换树脂的制备：取10mL经处理的离子交换树脂，装入交换柱中，柱的底部先放入少量的玻璃纤维，注满蒸馏水，检查流速，后用蒸馏水倒至半满，然后小心装入阳离子交换树脂，勿使空气进入，并使树脂经常被水液盖住，当水分过多时，可以打开活塞放掉一部分，然后启动活塞，用蒸馏水从管口加入以淋洗树脂，直至流出液为中性。（3） 把大约200mL水样，通过上面装好的柱子，流速约为8-10mL/min，并将刚开始收集的100mL左右的液体舍去，采用以后流出的50mL，将此流出液置于250mL锥形瓶中，加入2滴酚酞指示剂，以0.01mol/LNaOH标准溶液滴定，滴至红色半分钟消失，所消耗的NaOH为amL,另取水样至50mL,直接用0.01mol/LNaOH标准溶液滴定至红色，耗去为bmL,按下式计算水样中盐的含量N总盐NNaOH(a-b)/50。（4） 树脂的再生。5、 结果与分析计算水样中的含盐量。实验四清水充氧能力测试（验证性实验，4学时）1、目的要求（1）测定曝气设备的氧总转移系数KLa值。（2）了解掌握曝气设备清水充氧性能的测定方法，评价氧转移效率Ea和动力效率Ep。2、实验内容 根据氧转移基本方程式，积分整理后所得到的氧总转移系数式中： tl、t2氧转移过程中任意两个时间(min) Cl、C2对应于tl、t2时水中的溶解氧量(mg/L)Cs水中饱和溶解氧，mg/L Ctt时间水中实际溶解氧，mg/L3、主要实验仪器设备曝气筒 扩散器 转子流量计 秒表 压力表 真空表 空压机 溶解氧测定仪 4、实验步